Más de 50 millones de células mueren en su cuerpo todos los días. La mayoría de esas muertes ocurren cuando las células simplemente envejecen y mueren naturalmente a través de un proceso llamado apoptosis.
A veces, las células mueren como resultado de una infección o lesión. Un sistema inmunitario saludable puede notar la diferencia entre apoptosis y lesión, ignorando al primero mientras se apresura al sitio del último para atacar a cualquier patógeno invasor.
Los médicos han usado ultrasonido enfocado para destruir tumores o lesiones lesiones cancerígenas en el cuerpo sin cirugía invasiva por algún tiempo. Sin embargo, el ultrasonido terapéutico utilizado en las clínicas hoy daña indiscriminadamente el cáncer y las células sanas por igual.
La mayoría de las terapias basadas en ultrasonido utilizan rayos de alta intensidad para calentar y destruir células o agentes de contraste especiales que se inyectan antes del ultrasonido, que pueden destruir las células cercanas. El calor puede dañar las células sanas y las células cancerosas, y los agentes de contraste solo funcionan para una minoría de tumores.
Investigadores del Instituto de Tecnología de California y el Instituto de Investigación Beckman de City of Hope han desarrollado un enfoque de ultrasonido de baja intensidad que explota las propiedades físicas y estructurales únicas de las células tumorales para atacarlas y proporcionar una opción más selectiva y segura.
Al reducir la intensidad y ajustar cuidadosamente la frecuencia para que coincida con las células objetivo, el grupo pudo separar varios tipos de células cancerosas sin dañar las células sanguíneas sanas.
Sus hallazgos, informados en Applied Physics Letters, de AIP Publishing, son un nuevo paso en el campo emergente llamado oncotripsia, la identificación y destrucción de células cancerosas en función de sus propiedades físicas.
“Este proyecto muestra que el ultrasonido se puede utilizar para atacar las células cancerosas en función de sus propiedades mecánicas”, dijo David Mittelstein, autor principal del artículo.
“Esta es una prueba de concepto emocionante para un nuevo tipo de terapia contra el cáncer que no requiere que el cáncer tenga marcadores moleculares únicos o que se ubique por separado de las células sanas a las que se dirige”.
Un sólido laboratorio de mecánica en Caltech desarrolló por primera vez la teoría de la oncotripsia, basada en la idea de que las células son vulnerables al ultrasonido a frecuencias específicas, como la forma en que un cantante capacitado puede romper una copa de vino cantando una nota específica.
El equipo de Caltech descubrió que, a ciertas frecuencias, el ultrasonido de baja intensidad causaba la descomposición del esqueleto celular de las células cancerosas, mientras que las células sanas cercanas estaban ilesas.
“Simplemente ajustando la frecuencia de la estimulación, vimos una diferencia dramática en la respuesta del cáncer y las células sanas”, dijo Mittelstein. “Quedan muchas preguntas por investigar sobre el mecanismo preciso, pero nuestros hallazgos son muy alentadores”.
Los investigadores esperan que su trabajo inspire a otros a explorar la oncotripsia como un tratamiento que algún día podría usarse junto con la quimioterapia, la inmunoterapia, la radiación y la cirugía. Planean obtener una mejor comprensión de lo que ocurre específicamente en una célula impactada por esta forma de ultrasonido.
“Esta es una emocionante prueba de concepto para un nuevo tipo de terapia contra el cáncer que no requiere que el cáncer tenga marcadores moleculares únicos o que se ubiquen por separado de las células sanas a las que apuntar. En su lugar, podemos dirigirnos a las células cancerosas basado en sus propiedades físicas únicas”, dice Mittelstein.
Mayor información: David R. Mittelstein, Jian Ye, Erika F. Schibber, Ankita Roychoudhury, et al. «Selective ablation of cancer cells with low intensity pulsed ultrasound». Applied Physics Letters, Published: 07 January 2020.